[發明專利]一種城市生活垃圾處理和利用系統工藝

有效

• 申請號: 201210089261.6
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102607035A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張志炳;陳金明;熊永生
• 申請（專利權）人: 杭州恒明環保技術有限公司
• 主分類號: F23G5/033
• 分類號: F23G5/033;F23G5/027;F23G5/46;F23G5/44;F22B1/18;F24H1/00;C10J3/20;C10J3/72;B01D50/00;B01D53/75;B01D53/50;B01D53/62;B01D53/68
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

1.一種城市生活垃圾處理和利用系統工藝，其特征是：它是由堆放子系統（A）、粉碎與篩選子系統（B）、熱解氣化子系統（C）、燃燒子系統（D）、熱電子系統（E）、余熱回收與利用子系統（F）、煙道氣處理與資源化子系統（G）、固渣回收與資源化子系統（H）8個子系統所組成，它們的具體操作和技術功能如下：

（1）通過垃圾集中收運將城市生活垃圾堆放于垃圾堆放系統A中，堆放子系統（A）是一個依據該套處理裝置每天的處理量設計的封閉型倉儲設施，主要由垃圾儲存庫（J）和垃圾滲濾液容器（I）組成，其地面部分的垃圾滲濾液將通過帶傾角的地面和溝渠設計集中由滲濾液管道（15）流入滲濾液容器（I）中，滲濾液通過輸送泵（P1）經管道（17）輸送至燃燒子系統（D），經噴嘴霧化后完全燃燒，其垃圾散發出的臭氣也將通過堆放子系統（A）頂部的排氣管道（13和14）送至燃燒子系統（D）完全燃燒，而垃圾本身則通過自動提升輸送裝置（1）送至粉碎與篩選子系統（B）進行粉碎和篩選，篩下的垃圾將被輸送帶（2）運送至熱解氣化子系統（C）頂部的進料箱內，再由進料箱機構的自動進料機構實施自動進料操作，在垃圾儲存庫（J）的地面設置熱水加熱盤管，加熱的熱水來自于余熱回收與利用子系統（F）輸出的熱水，堆放子系統（A）的操作溫度為常溫，壓力為絕壓0.08-?0.0999?MPa之間，（2）粉碎與篩選子系統（B）主要由粉碎機和篩分機組成，用于對堆放子系統（A）運送來的垃圾進行粉碎和篩分處理，以便垃圾進入氣化子系統（C）后更容易被快速升溫至預定高溫，從而熱解氣化，同時由于該子系統設有篩分設備，所以難以被粉碎的垃圾如金屬塊、金屬絲，塑料薄膜等將在此得以分離和另行處理，而不進入熱解氣化子系統（C）內，粉碎后的垃圾尺寸為1mm-30mm，符合此尺寸的垃圾將被輸送帶（2）運送至熱解氣化子系統（C）頂部的進料箱內，（3）熱解氣化子系統（C）主要由熱解氣化爐、進料箱及其自動進料機構、壓力與進氣控制單元、溫控儀器和氣相組成檢測儀器等組成，熱解氣化爐為直立型，設計成爐體固定、上頂蓋旋轉；或上頂蓋固定而爐體旋轉型，這樣可通過溫控儀器對熱解氣化爐內不同點溫度的連續檢測，得知其內不同時刻點垃圾氣化的程度和垃圾層上表面的溫度分布變化情況，然后通過溫控儀器將信號發送至垃圾進料箱自動進料機構，實施自動進料作業，為了保證熱解氣化爐在基本恒定的高溫下工作，壓力與進氣控制單元通過不間斷檢測熱解氣化爐（C）內的壓力值，同時及時調整通過熱解氣化爐底部向爐內供給的空氣流量，從而既保持爐內的操作溫度，又能維持爐內熱解氣化操作在乏氧條件下進行，以抑制二噁英等有毒有害物質的生成，同時，通過氣相組成檢測儀器，得知熱解氣化爐（C）上部的可燃氣體組成變化，尤其是其中有害物質含量的變化，并據此調節操作溫度、操作壓力、垃圾水含量和氧含量等參數，以破壞熱解氣化過程中二噁英等高毒性物質的化學生成條件，實現對熱解氣化過程不同垃圾原料的氣化產物的有效調控，使該過程所產生的二噁英等高毒性物質控制在盡可能低的水平，熱解氣化爐（C）內的操作溫度為750-1000℃，操作壓力在0.06?-?0.0999?MPa之間，?（4）垃圾在熱解氣化爐（C）中氣化后，得到的可燃氣體將通過熱解氣化爐頂部的管道（3）被負壓源源不斷引至燃燒子系統（D）的底部，進行高溫燃燒，燃燒子系統（D）是由一級燃燒爐、二級燃燒爐和三級燃燒爐以及富氧供給系統組成的一個延時高溫燃燒體系，三個爐體之間為串聯關系，每一臺燃燒爐是由一個圓筒形容器和氣相進出通道組成的氣體燃燒設備，其內下部設有氣體分布板，氣體分布板下方設有可燃氣入口管道和空氣或富氧空氣入口管道，上部設有高溫氣體出口管道，一級燃燒爐為可燃氣體的預燃燒，氣體在爐內平均停留時間控制在3-6s,?燃燒溫度為900℃-1000℃；二級燃燒爐為可燃氣體的深度燃燒，或稱高溫主燃燒，氣體在爐內平均停留時間控制在4-6s,?燃燒溫度為950℃-1200℃；三級燃燒爐為可燃氣體尾氣的保溫延時燃燒，氣體在爐內平均停留時間控制在5-8s,?燃燒溫度為1000℃?-?1200℃，通過上述三級燃燒，確保可燃氣體100%得以充分燃燒，三個燃燒爐均為富氧燃燒操作，富氧通過一套膜分離裝置提供，在富氧燃燒過程中，富氧空氣的總供給量僅相當于傳統自然空氣燃燒總供應量的50-70%，在燃燒爐（D）工作時，通過分別連接于堆放子系統（A）頂部的排氣管道（13和14）和連接于堆放子系統（A）的滲濾液容器（I）與燃燒爐（D）之間的管道（15、16和17），可連續不斷將垃圾釋放氣和垃圾滲濾液輸送至燃燒爐（D）內一并燃燒，以實現垃圾廢氣廢液的無害化和熱能化，在垃圾釋放氣與空氣的混合氣進入燃燒爐之前，先通過余熱回收與利用子系統（F）的一臺換熱器（F1）與從蒸汽鍋爐輸出的溫度降至180-?250℃的煙道氣進行換熱，將混合氣溫度提高至80-90℃后再進入燃燒爐（D），以利用煙道氣的熱能和保持燃燒爐的溫度，燃燒爐的操作壓力為0.08?-?0.0999?MPa之間，（5）燃燒子系統（D）頂部排出的高溫氣體，經管道（5）進入熱能發電系統（E）的蒸汽鍋爐，加熱鍋爐水產生高壓蒸汽，從而驅動發電機組發電，并向當地電網提供電力，（6）經換熱器（F1）換熱降溫后的煙道氣，溫度為105-150℃，將被引至余熱回收與利用子系統F中的熱水鍋爐F2中，加熱其中的水至65-90℃后輸出，此時的煙道氣溫度將降至70-90℃之間，余熱回收與利用子系統（F）主要由一臺換熱器（F1）和一臺熱水鍋爐（F2）及若干熱水終端用戶組成，熱水鍋爐（F2）通過煙道氣不斷加熱，連續不斷產生熱水，供終端用戶使用，(7)?溫度為70-90℃的煙道氣通過煙氣壓縮機（P2）和管道（9）被輸送至煙道氣處理與資源化子系統（G），該子系統主要由洗滌單元、脫硝單元、脫碳單元和酸性物質資源化單元等所組成，在洗滌單元中，煙道氣將通過水洗操作，脫除其中的絕大部分煙塵、SO₃和HCl等水溶性酸性成分，而洗滌液將被收集至廢液池通過堿液中和處理，使其呈現中性或弱堿性，并同時得到無機沉淀物，硫酸鈣、氯化鈣、碳酸鈣，這些物質將作為道路鋪設材料和制磚材料等建材之用，而弱堿性水則作為洗滌用水循環使用，在脫硝單元中，通過一臺煙氣壓縮機（P2）將洗滌后的煙氣壓縮至給定壓力，輸送至脫硝塔，在脫硝塔中NO₂將與水進行選擇性反應生成稀硝酸，稀硝酸經濃縮后則作為化學品銷售，脫硝之后的煙氣再進入脫碳單元中脫去占總量90%的CO₂，脫碳工藝將采取下列幾種工藝之一：無機堿水溶液噴淋、有機胺法或熱鉀堿法，捕集后再生得到的CO₂將通過管道輸送至本裝置周邊的現代農業設施，用于種植業，（8）熱解汽化爐（C）中垃圾被熱解氣化后，剩下的固渣將從熱解汽化爐底部排出，進入固渣回收與資源化子系統H，固渣回收與資源化子系統H是由一個充有水的固渣收集槽和若干深度資源化加工終端所組成，?

固渣收集槽中冷卻固渣的水成為堿性水，它被送至煙道氣處理系統作為洗滌水循環使用。